教育技术学的技术基础.ppt

教育技术学的技术基础,2,为什么使用技术,技术是有效的 激发学习动机、更深入地参与 特有的教学能力 支持新的教学方法 提高教师的工作效率 构建了一个良好的、全方位的学习环境,给学习者提供更丰富的教学资源 知识可视化，降低学习难度 记录学习过程，跟踪学习轨迹 给学习者提供认知工具和效能工具,3,教育技术学的技术基础,教育技术学作为一门学科，有其厚实且不断更新的技术基础。 手工技术时代，教育中的主导技术是印刷材料、黑板、粉笔等； 20世纪初，视听技术诞生，能够传递图像和声音的视听技术成为了教育中的主导技术，如幻灯、广播、电视、电影等； 如今，以计算机为核心的数字化技术成为教育中的主导技术，各种新的教学方法出现，如基于网络的探究性学习等； 展望未来，随着人工智能技术在教育中的逐步应用，人类教育将会越来越智能化。,4,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,5,技术观与教育技术,（一）技术观的流派 技术决定论派 技术否定论派 全面技术观派,6,1. 技术决定论派（也称为技术万能论派） 观点： 从自然科学、工程学和经济学的角度对技术加以认识，把技术看作人类改造自然的工具和物质手段，认为技术是万能的。 认为技术能够不断创造出新产品，因而技术发展的前景是无限广阔的，他们将技术视为文化、知识、道德进步和人类“自我拯救的手段”。 对技术在社会发展中的重要作用加以全盘肯定，并将掌握技术手段作为目的来追求。,7,2. 技术否定论派（也称为技术无用论派） 观点： 从社会学和生态学角度，对技术发展所引起的弊端进行批判，进而对技术在社会发展中的促进作用持否定态度。 认为技术的盲目发展造成了世界的生态危机、能源危机、水资源危机，以及众多的社会问题，如贫富不均、吸毒、暴力等，对技术的发展持悲观态度。,8,3. 全面技术观派 观点： 在本体论上把技术看作人的本质力量的延伸； 在价值论上把技术看作是“双刃剑”； 在未来观上既反对盲目乐观又反对一味悲观； 主张用辩证思维指导下的认识论、实践论和历史观来把握人与技术的内在矛盾，以及人类与自然和谐相处和征服自然的外在矛盾。,9,在哲学上，技术要素还可以分为以下三种： 实体形态的技术要素，主要是指以生产工具为主要标志的客观性技术要素； 经验形态的技术要素，主要是指经验、技能这些主观性的技术要素； 知识形态的技术要素，主要是指以技术知识为象征的主体化技术要素。 技术包括了物化形态和智能形态两个方面。,(二) 技术观对教育技术的启示,物化形态的技术，与具体的物质（工具、设备、材料）有关,智能形态的技术，包括个人经验总结的，通过实验证明的,10,(二) 技术观对教育技术的启示 对于技术价值的不同看法，直接影响人们运用技术去解决教育问题的方式和方法。 技术决定论 技术否定论 教育技术的定义随着新技术在教育中所引发的教育方式、教育方法以及相关理论、思想的变化而不断地变化。 全面技术观：应该努力掌握教学理论，汲取最新科技成果，合理地运用技术，促进教育改革、促进学生学习。,每当新技术出现后就会出现对新技术近乎狂热的期待。 认为工具和物质手段是解决教育问题的全部，认为只要有了先进的设备和技术，就可以解决教育教学过程中存在的问题。 设备越先进越好，一次到位。,学习成功与否，主要靠教师，而不是靠教材和手段，世界上有过不少最出色的教育，例如孔子、柏拉图和亚里斯多德的传授，都是最朴素的面对面传授，除了老师的言传（语言)之外，什么教学新技术媒体都没有。近几百年出现的许多伟人也都是在非常简陋的教室里受的教育，除了教科书和黑板，同样其他什么媒体也没有。 否认技术对教育和教学的促进作用。,11,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,12,教育技术学的技术基础,手工技术 书本、图片、黑板、粉笔、实物、手工模型等,13,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,14,人们感知世界、认识世界的主要感觉器官是视觉和听觉。 学者特瑞克勒认为，对于一个没有心理障碍和生理疾病的人来说，用于获知的所有感官中，通过 视觉的学习占83% 听觉的学习占11% 嗅觉占3.5%、触觉占1.5% 、味觉占1% 视听技术是指通过机械或电子设备来制作、发送材料以呈现视觉和听觉信息的方法，视听技术是借助视听媒体实现的。 视听媒体按照其作用于人的感官不同，可以分为视觉型媒体（技术）、听觉型媒体（技术）和视听觉型媒体（技术）三类。,软件 + 硬件,15,（一）视觉型媒体 视觉型媒体采用光学原理在光线较暗的场合下将视觉材料展示在亮度较高的屏幕上，这种视觉媒体需要靠投影器材实现信息的传递，包括幻灯、投影、实物投影等。（狭义）,幻灯,投影,16,（一）视觉型媒体,视频实物展示台,透射式投影器,17,视觉型媒体的教育功能 视觉媒体信息量大,表现力强、生动形象 内容直观，生动、形象，使抽象的语言、文字、符号的意义明确，利于知识经验少的学习者学习 排除次要因素、突出主要因素，突出事物的本质特征 通过放大学习材料，便于观察事物的细微之处,18,（二）听觉型媒体 听觉型媒体是指承载声音信息的媒体，包括广播、录音、声卡、听力实验室、唱片、激光音碟等。,录音笔,开盘式录音机,19,听觉型媒体的教育功能： 可以扩大教育规模和范围，扩大了教育信息的传播范围和教学规模。 既适宜集体大范围的教学，也适宜个别学习。另外，听觉媒体特别适合于视觉残疾或语言知识经验很少的人的学习。 能提供标准典型的声音示范，常用于听力训练、语音训练、示范朗读、教唱欣赏、模拟音响等。,20,（三）视听觉型媒体 视听觉型媒体同时作用于人的视觉、听觉两种器官，将直观、鲜明的图像与生动的语言、语音、语调有机结合，包括电影、电视、录像等。,21,（三）视听觉型媒体 对记忆率的研究表明，学习相同的内容：,22,视听觉型媒体的教育功能： 视听技术将直观、鲜明的图像与生动的语言、语音、语调有机结合，同时提供视觉和听觉两方面的刺激信息，不仅充分表达所需传递的教学信息，而且有利于学习者处于积极的学习状态，促进对信息的理解和接受。 能表现直观的、形象的、动态的知识内容，不受表现内容时间、空间的限制。 能表现宏观的、微观的动态事物；能表现过去的、未来的动态事物；能表现高速的、慢速的或动作瞬间完成的动态事物。 能表现物体外部形象和动作，也能表现物体内部结构和内部动作。,23,视听觉型媒体的教学应用： 广播电视大学的教学，利用电视直播或播放预制的电视教材来进行整门课程（或阶段性课程）的教学。 辅助教学，课堂教学中运用录像配合教师讲授，教师讲授时穿插进行适时播放。 示范教学，录像内容为示范型或表演型教材，对技能性强的一些课程，如实际操作、技巧运动、文艺表演、发音口型等，边讲边操作示范，特别适用于职业技术教育中的训练项目。,24,视听觉型媒体的教学应用： 个别化学习，学习者可根据自己的需要，向视听资料库或其他部门借取录像资料，通过家用录像机放映学习。 测试与考核，录像在某些场合作为“试卷”使用。考试时，让学生先观看一段录像资料，然后根据录像内容回答一些问题。微格教学法在技能训练中，对学习者自身的动作进行录像并播放，不但有利于自我纠错，也可借以评定成绩。,25,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,26,（一）概述 多媒体计算机具有能同时呈现图、文、声、动画、活动影像等多种媒体信息以及具有交互性的特点，能提供理想的教学环境，必然会对教育、教学过程产生深刻的影响。,27,多媒体计算机结构图,28,多媒体计算机技术是指计算机不仅能处理文字、数据之类的信息，而且能处理声音、图形、图像等各种形式的信息。 多媒体计算机系统是指把视频、音频等媒体与计算机系统融合起来，并由计算机系统对各种媒体进行数字化处理的一个复杂的硬件、软件有机结合的综合系统。,29,（二）多媒体计算机技术在教育中的应用 计算机辅助教育(CBE) 计算机辅助教学（computer-assisted instruction，简称CAI），是指利用计算机为媒体帮助教师执行教学功能的活动。 它代表一个广阔的计算机应用领域，与此有关的还有CAL（computer-assisted learning）和CAT （computer-assisted teaching）。,金刚石的晶体结构图,30,CAI课件有很多种类型，如操练与练习型、个别辅导型、模拟型、教学游戏型、问题求解型、对话型、交互式教育光盘型、电脑游戏型等。,31,计算机管理教学（CMI）是利用计算机来帮助教师完成教学管理的任务，也就是利用计算机来辅助教师对学生的学习过程进行记录和对教学效果进行测量和评估等。 计算机辅助测验是指用计算机编制的或在计算机上进行的客观性测验。 计算机辅助测验包括测验生成、实施以及评卷分析等环节。,32,2. 虚拟现实（Virtual Reality）技术的应用 传统的人机界面将用户和计算机视为两个独立的实体，而将界面视为信息交换的媒介，由用户把要求或指令输入计算机，计算机对信息或受控对象做出动作反馈。 虚拟现实技术则将用户和计算机视为一个整体，通过各种直观的工具将信息可视化，形成一个逼真的环境，用户直接置身于这种三维信息空间中自由地使用各种信息，并由此控制计算机。,33,虚拟现实系统有5个关键成分： 虚拟世界：可交互的虚拟环境，可以从任意角度连续地观看和考察，一般是一个包含三维模型或环境定义的数据库； 虚拟现实软件：提供实时观察和参与虚拟世界的能力； 计算机 输入设备：用于观察和构造虚拟世界，包括鼠标、游戏杆和定位跟踪器等； 输出设备：显示当前虚拟世界 视图，包括显示器等。,34,虚拟现实技术的教育应用,虚拟实验室,中央电视大学物理虚拟实验,35,虚拟现实技术的教育应用,虚拟学习社区（虚拟学社） 虚拟教室（virtual classroom，简称VC） 虚拟图书馆 虚拟校园,西南交通大学虚拟校园,游戏型虚拟学习社区,36,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,37,网络与通信技术,（一）概述 通信就是把信息从一个地方传送到另一个地方，完成信息的传递和交流。 基本的通信系统包括： 信源：产生消息的实体 信宿：接收消息的实体 信道：两者之间是传输消息的信道 信息从信源产生经过信道传送到信宿就实现了一次完整的通信。,38,网络与通信技术,卫星通信是通信技术发展史上的一次伟大变革，是20世纪的一项重大成果，它的发现把地球“缩小”了。只要有三颗等间隔分布在大西洋、太平洋和印度洋上空的通信卫星，其电波几乎能将整个地球覆盖起来，实现全球通信。 网络技术就是用通讯设备和 线路，将处在不同地方和空间 位置、操作相对独立的多个计 算机连接起来，再配制一定的 系统和应用软件，在原本独立 的计算机之间实现软硬件资源共享和信息传递的技术。,39,在召开视频会议时，处于两地或多个不同地点的与会代表，既可以听到对方的声音，又能看到对方的形象，同时还能看到对方会议室的场景，以及会议中展示的实物、图片、表格、文件等，与真实的会议无异，使每个与会者有身临其境之感。,视频会议系统,40,（二）网络系统 计算机网络是由两个或多个计算机通过特定通信模式连接起来的一组计算机。,41,（二）网络系统 完整的计算机网络系统是由网络硬件系统和网络软件系统组成的。 组成一般计算机网络的硬件一般包括： 网络服务器：根据其作用可以分为文件服务器、应用程序服务器和数据库服务器等； 网络工作站：也称客户机； 网络适配器：又称为网络接口卡或网卡。在局域网中用于将用户计算机与网络相连。 连接线：又名“传输介质”或“传输媒体”，主要是电缆或双绞线，还有光纤。 专门用来支持网络运行的软件，包括系统软件和应用软件。,42,（三）网络与通信技术在教育中的应用,1.在远程教育中的应用 从以信函传递为主的第一代远程教育，经过以广播电视远程通信为主的第二代远程教育，进入以网络通信为主的实时交互双向通信的第三代远程教育，为学习者营造了一个开放化的学习环境，造就了终身化、个别化、全球化的学习化社会。,43,远程学习平台,44,（三）网络与通信技术在教育中的应用,2. 在传统校园中的应用 多媒体网络教室 多媒体网络教室是先进的计算机技术、网络技术、多媒体技术和现代教学方法相结合的产物。,45,（三）网络与通信技术在教育中的应用,视频点播（video on demand, VOD） 视频点播，也称交互式多媒体视频点播业务， VOD是集动态影视、静态图片、声音、文字等信息为一体，为用户提供实时、高质量、按需点播服务。即通过高速上网技术与各种宽带多媒体服务器相连，进行网上电影、电视、网络音乐、网上教学、视频会议、医疗等各种交互式活动。,46,（三）网络与通信技术在教育中的应用,校园网 校园网是一种为学校学习活动、教学活动、科研活动和管理活动服务的校园内局域网络环境。 它的主要功能包括：教师备课教学功能；学生 学习功能；教务管理功能；对外交流功能等。,47,教育技术学的技术基础,技术观与教育技术 手工技术 视听技术 多媒体计算机技术 网络与通信技术 人工智能技术,48,（一）概述,广义：人工智能是关于人造物的智能行为。 人类的自然智能一直伴随着人类活动，如解算题、猜谜语、进行讨论、编制计划和编写计算机程序，甚至驾驶汽车和骑自行车等。 人造物的智能行为至少应包括知觉、推理、学习、交流和在复杂环境中的行为。 人工智能的一个长期目标是发明出可以像人类一样或能更好地完成以上行为的机器。 另一个目标是理解这种智能行为是否存在于机器、人类或其他动物中。,49,人工智能的应用,1. 问题解决（Problem Solving） 主要研究计算机的知识表达和推理技术。在教育领域中，研究问题解决的实际意义在于把人类解决问题的基本过程赋予计算机，使其能够按照人类的思维规律进行问题解决，帮助学生有效学习，其基本原理可以通过机器人移动盒子的问题得以直观理解。 例如在一间房子里，C处有一个机器人，A和B处都各有一张桌子，分别称为A桌和B桌，A桌上有一个盒子，要机器人从C处把盒子从A桌上拿到B桌上，然后再回到C处。,50,人工智能的应用,2. 模式识别（Pattern Recognition） 人工智能最早的研究领域之一。 在日常生活中，可以把那些客观存在的事物形式称为模式，例如，一幅画、一个景物、一段音乐等。 模式识别就是使计算机能够对给定的事物进行鉴别，并把它归入与其相同或相似的模式中。如指纹辨认、人脸辨认、学习者特征判断等。应用于教育时则成为教育模式识别和学习模式识别。,51,人工智能的应用,3. 自然语言理解 www.alicebot.org 聊天机器人 宏观上讲，是指计算机能够执行人类所期望的某些语言功能，例如，回答有关提问、提取材料摘要、不同语言翻译等。 基本经过语音分析、语法分析、句法分析、语义分析和语用分析五个层次。 主要功能包括： 回答问题，计算机能正确地回答用自然语言输入的有关问题； 文摘生成，机器能产生输入文本的摘要； 释义，机器能用不同的词语和句型来复述输入的自然语言信息； 翻译，机器能把一种语言翻译成另外一种语言。,52,人工智能的应用,4. 专家系统 一种具有大量专门知识与经验的智能程序系统，它能运用领域专家多年积累的经验和专门知识，模拟领域专家的思维过程，解决该领域中需要专家才能解决的复杂问题。 如医疗诊断系统（知识库、推理机）、智能教学系统等。,53,（二）智能教学系统,人工智能的出现让计算机辅助教育进入了智能化阶段。 智能教学系统（Intelligence Tutorial System）是指以学生为中心、计算机为交互媒介，利用计算机模拟教学专家的思维过程，形成开放式的人机交互系统。 它的主要特点在于能对学生进行因材施教的个别指导。为了做到这一点，计算机必须做到四个W，即知道教什么（What），教给谁（Whom），什么时候教（When）以及怎么教（How）。,54,（二）智能教学系统,智能教学系统主要由以下三个基本模块组成： 领域知识模块（又称专家模块），即问题解决专家系统，它包含了系统企图传授给学生的知识，代表了专家的智能活动； 学生模型模块，它指明学生知道什么和不知道什么，代表了学生的智能活动； 教师模型模块（又称辅导模块），主要是一些辅导策略，它负责指明系统如何向学生呈现教材，代表了教师的智能活动。 此外，还包括一个自然语言的智能人机接口模块，它是教学对话的自然语言处理环境，即智能教学系统的用户界面。,55,智能教学系统的组成基本结构,56,结论,只有既懂教育又懂技术的人才有可能把技术的可能性翻译成教育的现实性。 更新理念 学习技术 关注高新技术和技术的发展 确认教学问题 思考和寻找在教育中使用技术的方法和策略,57,作业,用思维导图总结“教育技术学的技术基础”整章内容。 www.sciencecourseware.org 虚拟果蝇实验,58,各种教学媒体既有共性，又有个性，为了追求优化的教学效果，应该鉴别它们的特点和专长。 贝茨（A.Bates）,